负荷曲线及种概要

负荷曲线及种概要第一页，共37页。计算负荷：根据已知的工厂用电设备容量确定的、预期不变的最大假想负荷。负荷计算:求计算负荷的工作，一般通过统计计算求出。概念若根据计算负荷选择导体及电器，则在实际运行中导体及电器的最高温升不会超过允许值。负荷计算非常重要，过高或过低均不利。负荷曲线1）电气设备选择依据（导线、开关、变压器等）-发热2）继电保护整定3）选择仪表量程4）安排供电方案及系统运行方式负荷计算的意义第一页第二页，共37页。负荷曲线及种类⊙负荷曲线：描述电力负荷随时间变动情况的一种曲线，反映用户用电的特点和规律。⊙作用：预测负荷变化趋势，从而确定系统运行方式，安排供电与设备检修计划。⊙负荷曲线绘制在直角坐标上，纵坐标表示负荷，横坐标表示对应的时间。⊙负荷曲线◆按负荷的功率性质：有功负荷曲线和无功负荷曲线；◆按时间单位：日负荷曲线和年负荷曲线；◆按负荷对象：用户、车间或某类设备负荷曲线。⊙负荷曲线所包围的面积：工厂在生产期间所耗用的电能。第二页第三页，共37页。1、定义：负荷在一昼夜间（0-24h）变化情况。2、绘制方法：（1）折线形负荷曲线：以某个监测点为参考点，在24h中各个时刻记录功率表的读数，逐点绘制而成折线形状。（2）阶梯形负荷曲线：通过接在供电线路上的电度表，每隔一定的时间间隔（一般为半小时）将其读数记录下来，求出0.5h的平均功率，再依次将这些点画在坐标上，把这些点连成阶梯状。3、特点（1）电力负荷是变化的，不等于额定功率。

（2）电力负荷的变化是有规律的。一、日负荷曲线第三页第四页，共37页。（a）折线形负荷曲线（b）阶梯形负荷曲线

负荷曲线通常都绘制在直角坐标上，横坐标表示负荷变动时间，纵坐标表示负荷大小（功率kW、kvar）。第四页第五页，共37页。（1）年负荷曲线分为：年运行负荷曲线和年持续负荷曲线。（2）年运行负荷曲线：根据全年日负荷曲线间接制成，反映一年内逐月（或逐日）电力系统最大负荷的变化。（3）年负荷持续曲线：不分日月先后，仅按全年的负荷变化，按不同负荷值在年内累计持续时间重新排列组成。二、年负荷曲线

第五页第六页，共37页。年负荷曲线第六页第七页，共37页。与负荷曲线有关的物理量

从负荷曲线上可得到以下几个重要参数：1.年最大负荷和年最大负荷利用小时

（1）年最大负荷Pmax（从年负荷持续曲线获取）指全年中负荷最大的工作班内30分钟平均功率的最大值。Pmax=P30（2）年最大负荷利用小时Tmax在此时间内，用户以年最大负荷持续运行所消耗的电能恰好等于全年实际消耗的电能，这段时间就是年最大负荷利用小时。第七页第八页，共37页。图2-3

年最大负荷和年最大负荷利用小时

如图所示，阴影为全年实际消耗电能，如果以Wa表示全年实际消耗的电能,则有：例如一班制工厂，Tmax约为1800～3000h，两班制工厂，Tmax约为3500～4800h,三班制工厂，Tmax约为5000～7000h，居民用户Tmax约为1200～2800h。

可见：

（1）年负荷曲线越平坦，Tmax越大；年负荷曲线越陡，Tmax越小。（2）Tmax与用户的性质和生产班制有关。第八页第九页，共37页。2.平均负荷和负荷系数（1）平均负荷Pav电力负荷在一定时间内消耗的功率的平均值。

年平均负荷Pav,如图2-4所示，阴影部分表示全年实际消耗的电能Wa，则：

图2-4年平均负荷第九页第十页，共37页。（2）负荷系数KL

负荷系数，也称为负荷率，指平均负荷与最大负荷的比值，表征负荷曲线不平坦的程度，越接近1，负荷越平坦，可分为：有功负荷系数KaL和无功负荷系数KrL，即也有用α表示有功负荷系数，用β表示无功负荷系数。一般工厂α=0.7-0.75，β=0.76-0.82

提高负荷系数，可发挥供电设备的供电能力、提高供电效率。

注意：对单个用电设备或用电设备组，是指设备的输出功率P和设备额定容量PN之比值，说明设备容量是否被充分利用。第十页第十一页，共37页。设备容量的确定1.长期工作制和短期工作制的用电设备

长期工作制和短时工作制的设备容量就是所有设备的銘牌额定功率，即

Pe=PN

2.反复短时工作制的用电设备

反复短时工作制的设备容量是指某负荷持续率的额定功率换算到统一的负荷持续率下的功率。第十一页第十二页，共37页。负荷曲线绘制与用途1什么是负荷曲线？

电力负荷随时间变化的曲线，反映了用户用电的特点和规律。描述负荷变化趋势的数学手段：可用来预测负荷变化趋势。2负荷曲线用途确定系统运行方式安排供电计划安排设备检修计划第十二页第十三页，共37页。（1）按负荷性质分有功负荷曲线无功负荷曲线（2)按负荷变动的时间分日负荷曲线(24h)年负荷曲线（8760h〕

3负荷分类第十三页第十四页，共37页。4、日负荷曲线的绘制

24小时内负荷随时间的变化，随季节、地区不同而变。绘制的方法（1）以某个监测点为参考点，在24h中各个时刻记录有功功率表的读数，逐点绘制而成折线形状，称折线形负荷曲线。

第十四页第十五页，共37页。（2）通过接在供电线路上的电度表，每隔一定的时间间隔（一般为半小时）将其读数记录下来，求出0.5h的平均功率，再依次将这些点画在坐标上，把这些点连成阶梯状的是阶梯形负荷曲线。第十五页第十六页，共37页。日负荷曲线的绘制

负荷曲线通常都绘制在直角坐标上，横坐标表示负荷变动时间，纵坐标表示负荷大小（功率kW、kvar）。日有功负荷曲线依点连成的负荷曲线梯形负荷曲线第十六页第十七页，共37页。年负荷曲线又分为年运行负荷曲线和年持续负荷曲线。

年运行负荷曲线可根据全年日负荷曲线间接制成。反映一年内逐月（或逐日）电力系统最大负荷的变化。年持续负荷曲线的绘制，是不分日月先后，仅按全年的负荷变化，按不同负荷值在年内累计持续时间重新排列组成。5年负荷曲线第十七页第十八页，共37页。年负荷曲线年负荷持续时间曲线，反映了全年负荷变动与对应的负荷持续时间（全年按8760h计）的关系。年每日最大负荷曲线，反映了全年当中不同时段电能消耗水平，是按全年每日的最大半小时平均负荷来绘制的。第十八页第十九页，共37页。年最大负荷Pmax

年负荷持续时间曲线上的最大负荷，它是全年中负荷最大的工作班消耗电能最多的半小时平均负荷P30。通常用Pmax、Qmax和Smax分别表示年有功、无功和视在最大功率，因此，年最大负荷也就是半小时最大负荷P30年最大负荷利用小时Tmax假设负荷按最大负荷Pmax持续运行时，在此时间内电力负荷所耗用的电能与电力负荷全年实际耗用的电能相同。6负荷曲线特征量第十九页第二十页，共37页。

最大负荷利用小时为

Tmax的大小表明了工厂消耗电能是否均匀。最大负荷利用小时越大，则负荷越平稳。Tmax一般与工厂类型及生产班制有较大的关系，例如，一班制工厂Tmax=1800～2500h,两班制工厂Tmax=3500～4500h,三班制工厂Tmax=5000～7000h。第二十页第二十一页，共37页。平均负荷Pav和年平均负荷

平均负荷就是负荷在一定时间t内平均消耗的功率

年平均负荷就是全年工厂负荷消耗的总功率除全年总小时数。第二十一页第二十二页，共37页。第二十二页第二十三页，共37页。负荷系数:负荷系数又称负荷率，它是用电负荷的平均负荷Pav,与其最大负荷Pmax的比值，即第二十三页第二十四页，共37页。三相用电设备组计算负荷的确定

2.2.1概述

计算负荷，是通过统计计算求出的，用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值。计算负荷是供电设计计算的基本依据。工程上常取半小时平均最大负荷P30（亦即年最大负荷）作为计算负荷。第二十四页第二十五页，共37页。在工厂供电系统设计过程中必须找出这些用电设备的等效负荷。所谓等效，是指这些用电设备在实际运行中所产生的最大热效应与等效负荷产生的热效应相等，产生的最大温升与等效负荷产生的最高温升相等。

按照等效负荷，从满足发热的条件来选择用电设备，用以计算的负荷功率或负荷电流称为“计算负荷”。第二十五页第二十六页，共37页。

在设计计算中，通常将“半小时最大负荷”作为计算负荷，用Pc(Qc、Sc或Ic)表示。计算负荷、年最大负荷、30min平均最大负荷三者之间的关系为

Pc=P30=PmaxQc=Q30=QmaxSc=S30=Smax

第二十六页第二十七页，共37页。概述负荷计算:是指对某一线路中的实际用电负荷的运行规律进行分析，从而求出该线路的计算负荷的过程。PC----负荷的有功计算负荷QC----负荷的无功计算负荷SC---负荷的视在计算负荷IC----负荷的计算电流第二十七页第二十八页，共37页。需要系数法二项式系数法需要系数是按照车间以上的负荷情况来确定的，适用于变、配电所的负荷计算。二项式系数法考虑了用电设备中几台功率较大的设备工作时对负荷影响的附加功率，一般适用于低压配电支干线和配电箱的负荷计算。负荷计算方法负荷计算统计方法第二十八页第二十九页，共37页。

按需要系数法进行负荷计算的基本过程是：

1、先确定计算范围(如某低压干线上的所有设备)，2、然后将不同工作制下的用电设备的额定功率PN换算到同一工作制下，经换算后的额定功率也称为设备容量Pe。3、再将工艺性质相同的并有相近需要系数的用电设备合并成组，考虑到需要系数，算出每一组用电设备的计算负荷，4、最后汇总各级计算负荷得到总的计算负荷。第二十九页第三十页，共37页。

由于一个用电设备组中的设备并不一定同时工作，工作的设备也不一定都工作在额定状态下，另外考虑到线路的损耗、用电设备本身的损耗等因素，设备或设备组的计算负荷等于用电设备组的总容量乘以一个小于1的系数，叫做需要系数，用Kd表示。需要系数Kd

第三十页第三十一页，共37页。需要系数法

需要系数法需要系数用电设备组所有设备容量之和每组用电设备的设备容量第三十一页第三十二页，共37页。需要系数法—需要系数需要系数同时系数K∑：并非供电范围内的所有用电设备都会同时投入使用负荷系数KL：并非投入使用的所有电气设备任何时候都会满载运行电气设备的平均效率ηe：电气设备额定功率与输入功率不一定相等线路的平均效率ηW1

：考虑直接向电气设备配电的配电线路上的功率损耗后，电气设备输入功率与系统向设备提供的功率不一定相同注：工程实际中，很难通过Kd的表达式来求得需要系数，一般都是通过查表求得其经验值第三十二页第三十三页，共37页。需要系数法求解的几个问题（1）对1~2台用电设备宜取(2)用电设备组的计算负荷有功计算负荷：

无功计算负荷：

第三十三页第三十四页，共37页。需要系数法求解的几个问题视在计算负荷：

计算电流：

第三十四页第三十五页，共37页。表各用电设备组的需要系数Kd及功率因数用电设备组名称

需要系数Kd

二项式系数

最大容量设备台数

功率因数ab小批量生产金属冷加工机床大批量生产金属冷加工机床小批量生产金属热加工机床大批量生产金属热加工机床

0.16～0.20.18～.250.25～0.30.3～0.350.140.140.240.260.40.50.40.555550.50.50.